信息來源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2021-04-28
東莞cnc加工廠在銑削加工中,鈦合金的一個(gè)重要特性就是熱傳導(dǎo)性極差。由于鈦合金材料的高強(qiáng)度和低熱傳導(dǎo)率,加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生極高的切削熱(如果不加控制可高達(dá)1200℃)。熱量不是隨切屑排出或被工件吸收,而是聚集在切削刃上,如此高的熱量將大大縮短刀具壽命。機(jī)械加工采用特殊的加工技術(shù),就有可能提高刀具性能與壽命(采用正確的加工技術(shù)控制溫度,可將溫度降低到250~300℃)。減少熱量生成:減小刀具與工件的徑向和軸向接合可以控制切削熱的產(chǎn)生。對(duì)于鈦合金而言,在因過熱而產(chǎn)生積屑瘤之前,對(duì)速度、進(jìn)給量、徑向和軸向接合的調(diào)整期限很短。為了達(dá)到適當(dāng)?shù)牡毒邏勖庸も伜辖鹬恍枳畲?5%的“接合弧長(zhǎng)”,與之相比,加工普通鋼材時(shí)接合弧長(zhǎng)為50%~100%。減少接觸弧長(zhǎng)可以提高切削速度,在不損失刀具壽命的前提下提高金屬切除率。
東莞cnc加工廠采用切入角為45°的刀具或減薄切屑,可增加刀具切削刃與切屑的接觸長(zhǎng)度,從而減少局部高溫,延長(zhǎng)切削刃壽命,同時(shí)也允許采用更高的切削速度。刀片幾何尺寸設(shè)計(jì):切削鈦合金時(shí),采用外周磨削刀片對(duì)于最大限度地減小切削壓力以及與被加工表面的摩擦力至關(guān)重要。刀片幾何角度必須采用正角,但這還不足以確保獲得最佳性能。如果為了增強(qiáng)切削刃的第一部分而采用強(qiáng)度較高的小初始角,那么采用較大的次級(jí)角(以獲得較大的正倒棱)對(duì)于增強(qiáng)刀片抗壓性和延長(zhǎng)刀具壽命是最佳的幾何設(shè)計(jì)。此外,輕微的鈍化也有助于保護(hù)切削刃,但鈍化尺寸必須與切削過程相協(xié)調(diào)并保持嚴(yán)格的公差。加工鈦合金時(shí),需要利用鋒利的切削刃剪切材料,但切削刃過于鋒利容易導(dǎo)致崩刃而縮短刀具壽命。適當(dāng)?shù)拟g化可保護(hù)切削刃,避免過早崩刃。正確的刀片幾何參數(shù)可減小對(duì)刀具材料的應(yīng)力和壓力,使刀具獲得更長(zhǎng)的壽命和提高加工效率。
刀體和刀片的切削角必須是正角,以獲得累進(jìn)切削效應(yīng),并避免切削時(shí)對(duì)整個(gè)切削刃產(chǎn)生沖擊而無法獲得期望的剪切效果。如果不這樣做,工件結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生變形,使加工無法進(jìn)行。凹腔銑削與螺旋插補(bǔ)銑削
機(jī)械加工在進(jìn)行凹腔銑削和螺旋插補(bǔ)銑削時(shí),必須使用內(nèi)冷卻刀具,如果可能的話,應(yīng)采用恒定壓力的冷卻液,這對(duì)于深凹腔或深孔加工尤其重要。加工深凹腔時(shí),采用帶模塊式切削頭的高密度硬質(zhì)合金加長(zhǎng)刀具可以提高剛性和減小撓曲變形,獲得最佳加工效果。冷卻液的功能是將切屑從切削區(qū)清除,避免可能造成刀具早期失效的二次切削。同時(shí),冷卻液還有助于降低切削刃的溫度,減少工件幾何變形,延長(zhǎng)刀具壽命。用銑刀進(jìn)行螺旋插補(bǔ)銑孔可減少刀庫中其它刀具(如鉆頭等)的使用,采用一種直徑的銑刀即可加工出不同尺寸的孔徑。
機(jī)械加工隨著鈦合金在航空航天工業(yè)的應(yīng)用不斷增長(zhǎng),支持高效加工鈦合金的切削技術(shù)也在不斷發(fā)展。由于對(duì)鈦合金零件加工能力的大量需求,那些采用最有效加工技術(shù)的車間或制造商將首先受益。內(nèi)部整合產(chǎn)生新的解決方案,Allegheny Technologies公司是一家多領(lǐng)域制造商,旗下業(yè)務(wù)部門既包括金屬冶煉又包括金屬切削,這兩個(gè)領(lǐng)域的結(jié)合使該公司在開發(fā)先進(jìn)材料(如鈦合金)加工新方法方面具有優(yōu)勢(shì)。ATI Stellram公司是Allegheny Technologies旗下ATI Metalworking Products公司的一個(gè)業(yè)務(wù)部門,它負(fù)責(zé)對(duì)由ATI Allvac公司開發(fā)的所有新材料進(jìn)行加工性能試驗(yàn),以確定最佳的刀片設(shè)計(jì)、刀具幾何結(jié)構(gòu)、基體與涂層結(jié)構(gòu)以及切削參數(shù),使這些新材料在公開上市銷售之前能對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效地加工。此外,作為Allvac的代表,Stellram是主要的航空制造企業(yè)和一流的航空機(jī)械零部件供應(yīng)商,可以滿足對(duì)工件材料和切削刀具兩方面的共同需求。
對(duì)材料固有結(jié)構(gòu)的全面認(rèn)識(shí)使ATI Stellram公司在刀具基體獨(dú)特配方的設(shè)計(jì)上具有優(yōu)勢(shì),其成果之一是X-Grade技術(shù),ATI Stellram稱,該技術(shù)已被證明是加工難加工材料的一種可靠方案。通過研究和開發(fā)X-Grade技術(shù),產(chǎn)生了一種新的硬質(zhì)合金牌號(hào),它可在不穩(wěn)定的加工條件下以極高的金屬去除率有效切削難加工材料。X-Grade刀片技術(shù)(基體及涂層)X-Grade刀片采用了釕/鈷合金基體,可以抵抗熱裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展,并可獲得較高的金屬去除率。該基體具有較強(qiáng)的晶體結(jié)合矩陣結(jié)構(gòu),從而改善了切削刃的韌性。據(jù)ATI Stellram稱,該基體材料與新的刀具幾何形狀和涂層相結(jié)合,可為加工航空合金提供卓越的刀具組合。
采用X-Grade刀片可以實(shí)現(xiàn):①金屬去除率提高1倍;②刀具壽命增至3倍;③加工表面光潔度提高30%。可供選用的X-Grade刀片包括3種牌號(hào)(X400、X500和X700),每一種刀片都是針對(duì)特定的難切削加工而設(shè)計(jì)的。它們可采用標(biāo)準(zhǔn)的刀片型式,大多可安裝在標(biāo)準(zhǔn)刀體的刀片槽內(nèi)。但ATI Stellram稱,最佳方案是采用專門設(shè)計(jì)的刀具以優(yōu)化X-Grade刀片的性能。
東莞cnc加工廠這些刀具的刀槽設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)最大限度的排屑、強(qiáng)化的槽型和最佳的冷卻。該系列的兩種刀具包括:①7710VR防轉(zhuǎn)鈕扣銑刀:配圓刀片并帶有防止刀片在大進(jìn)給率切削時(shí)發(fā)生位移的專利鎖緊轉(zhuǎn)位系統(tǒng);②7792VX高進(jìn)給銑刀:與傳統(tǒng)刀具相比,金屬去除率可提高1倍。除高進(jìn)給表面銑削外,7792VX系列刀具還可用于銑凹腔、銑槽和插銑,由于切削力直接沿軸向傳入主軸,因此可減小主軸摩擦,提高切削穩(wěn)定性。
航空鈦合金零件加工案例研究
以下是采用ATI Stellram刀具和X-Grade刀片加工航空鈦合金零件的兩個(gè)實(shí)例。(1)加工實(shí)例1被加工零件:鈦合金外覆蓋件(軍用)工件材料:Ti-6Al-4V(Allvac Ti-6-4合金)工件尺寸:110"×18"加工描述:采用配XDLT-D41可轉(zhuǎn)位刀片的ATI Stellram 7792VX高進(jìn)給銑刀進(jìn)行加工,粗銑加工的刀具壽命達(dá)到156分鐘。銑刀:C7792VXD12-A3.00Z5R;刀槽數(shù)量:5刀片:XDLT120508ER-D41;牌號(hào):X500(采用X-Grade技術(shù)設(shè)計(jì))軸向切削深度ap:0.080"徑向切削寬度ae:2.100"切削速度vc:131sfm 每齒進(jìn)給量fz:0.023ipt進(jìn)給率:19.2ipm 刀具壽命:156分鐘/每次轉(zhuǎn)位(每個(gè)刀片可轉(zhuǎn)位4次).
(2)加工實(shí)例2:
被加工零件:軍用飛機(jī)的渦輪葉片(新應(yīng)用)工件材料:全鈦合金葉片尺寸:23.6"×11.8"加工描述:采用配防轉(zhuǎn)圓刀片的ATI Stellram 7710VR銑刀加工螺旋槳葉片,粗銑加工的刀具壽命達(dá)到110分鐘。銑刀:C7710VR12-A2.00Z5R;刀槽數(shù)量:5刀片:RPHT1204MOE-421-X4;牌號(hào):X700(采用X-Grade技術(shù)設(shè)計(jì))軸向切削深度ap:0.080"~0.100"徑向切削寬度ae:0.800"~1.37"切削速度vc:265sfm每齒進(jìn)給量fz:0.0086ipt進(jìn)給率:21.8ipm,刀具壽命:110分鐘/每次轉(zhuǎn)位(每個(gè)刀片可轉(zhuǎn)位4次).